[发明专利]一种极高温环境下的疲劳裂纹扩展试验测试系统

摘要

一种极高温环境下的疲劳裂纹扩展试验测试系统，它由疲劳试验机、上、下转换接头、上、下试样夹具、冷却机、高温炉、定位销钉、裂纹观测系统和试样组成；上、下试样夹具通过上、下转换接头安装在疲劳试验机上，试样与上、下试样夹具连接，并通过定位销钉穿过上、下试样夹具和试样的定位孔进行定位；冷却机通过进、出水管与上、下转换接头相连；高温炉将试样中间的测试部位包在里面，通过电阻丝加热实现极高温环境；裂纹观测系统通过显微镜由计算机记录裂纹扩展情况。本发明结构简单、操作方便，用于极高温环境下裂纹扩展性能试验测试，测试结果对于结构损伤容限评定具有重要的工程应用价值。

主权项

一种极高温环境下的疲劳裂纹扩展试验测试系统，其特征在于：它由疲劳试验机、上、下转换接头、上、下试样夹具、冷却机、高温炉、定位销钉、裂纹观测系统和试样组成；上、下试样夹具通过上、下转换接头安装在疲劳试验机上，试样与上、下试样夹具连接，并通过定位销钉穿过上、下试样夹具和试样的定位孔进行定位；冷却机通过进、出水管与上、下转换接头相连；高温炉将试样中间的测试部位包在里面，通过电阻丝加热实现极高温环境；裂纹观测系统通过显微镜由计算机记录裂纹扩展情况；其中，疲劳试验机、上、下转换接头、上、下试样夹具、定位销钉和试样按串联顺序连接在一起：疲劳试验机→上转换接头→冷却机→上试样夹具→定位销钉→试样→定位销钉→下试样夹具→冷却机→下转换接头→疲劳试验机所述的疲劳试验机为低频疲劳试验机，用以对试样施加交变疲劳载荷，疲劳试验机的载荷范围需大于试样的试验载荷，是常规的疲劳试验机或者自制疲劳试验机；所述的试样为各种不同材料和类型的裂纹扩展试样，该试样为两端各有5孔的矩形条状件，裂纹扩展试样两端的夹持端能够与试样夹具连接在一起，并施加交变疲劳载荷；试样的尺寸和形状参照《测量疲劳裂纹扩展率的试验方法》中的标准进行设计；所述的上、下两个转换接头是多台阶轴状件，用以连接疲劳试验机和试样夹具，上、下转换接头上有冷却孔，用于连接冷却水管，需根据高/低温环境箱的结构形式设计和制造，采用普通合金钢材料制作；所述的上、下试样夹具是由圆柱及带槽的5孔矩形件组合成一体，用以安装夹持试样，需根据试样夹持端的形状和尺寸设计和制造，能够将试样牢固夹持并施加交变疲劳载荷；所述的冷却机通过进、出水管与上、下试样夹具相连，由水泵输送纯净水循环，以对上、下试样夹具制冷；所述的高温炉为电阻丝加热炉，呈对开式圆筒状，利电阻丝的加热实现炉心的极高温环境，控制电阻丝加热功率实现对不同温度范围的调节，其温度范围要满足试验要求；高温炉必须设置可透视的观察窗口，以便裂纹观测系统观测裂纹扩展情况；所述的裂纹测量系统是三轴随动的，配有高分辨率和放大倍数的显微镜，通过计算机自动记录裂纹扩展情况，包括裂纹形貌的图片信息和标定的裂纹尺寸，得到在给定的交变载荷下不同循环次数对应的裂纹扩展情况；所述定位销钉是带有台肩和通孔的圆轴件。